Недавно исследовательская группа Чанчжоуского университета и компания Sinopec Nanhua совместно продвинули проект «Исследование характеристик поля течения и согласованная структурная оптимизация электролизёров при многофизическом сопряжении полей» и достигли промежуточных результатов. Прототип электролизёра новой конструкции, совместно разработанный обеими сторонами, прошёл два раунда типовых испытаний и был подтверждён при различных режимах работы; ключевые показатели, включая энергопотребление, достигли передового уровня среди сопоставимых международных продуктов.
Электролизёр является ключевым узлом системы получения водорода методом электролиза воды, и его рабочие характеристики напрямую влияют на энергопотребление системы, надёжность и общую экономическую эффективность. В настоящее время щелочные электролизёры по-прежнему сталкиваются с такими проблемами, как неравномерное распределение внутреннего поля течения и локальный дисбаланс электрохимических реакций, что в определённой степени ограничивает низкозатратное крупномасштабное производство «зелёного» водорода и стабильную, эффективную работу оборудования.
Для решения соответствующих технических задач исследовательская группа Чанчжоуского университета и компания Sinopec Nanhua создали совместный механизм исследований, сосредоточив внимание на изучении характеристик внутреннего поля течения электролизёров, механизмов многофизического сопряжения полей и согласованной структурной оптимизации.
Опираясь на накопленные командой компетенции в области механики жидкости, тепло- и массообмена и интенсификации технологического оборудования, они сформировали исследовательскую схему, объединяющую эксперименты и цифровое моделирование. Путём регулирования движения жидкости внутри рамки электрода и процесса электрохимической реакции, а также многократной проверки и оптимизации проектных решений на основе моделирования поля течения, они в итоге завершили разработку прототипа электролизёра новой конструкции.
С июня по июль 2026 года прототип прошёл типовые испытания в реальных промышленных условиях эксплуатации на площадке компании Sinopec Nanhua, последовательно завершив оценки непрерывной высоконагруженной работы продолжительностью 48 и 72 часа. Результаты испытаний показали, что при плотности тока 2 000 А/м² прототип работал стабильно, при средней рабочей температуре 60,27 °C.
По энергопотреблению показатель потребления электроэнергии постоянного тока у прототипа оказался лучше предельного значения энергоэффективности класса I — 4,3 кВт·ч/м³, установленного стандартом GB 32311—2015 «Крупные и средние системы получения водорода методом электролиза воды», что демонстрирует заметный энергосберегающий эффект; его совокупные характеристики достигли передового уровня среди сопоставимых международных продуктов.
Этот совместный результат НИОКР — практическая инициатива Чанчжоуского университета по содействию глубокой интеграции промышленности, образования и науки, а также по поддержке национальной стратегии «двойного углерода». В дальнейшем университет и предприятие продолжат использовать преимущества преподавания и научных исследований, а также промышленных платформ, ускорят инженерное внедрение и промышленное освоение оборудования нового типа для производства водорода и обеспечат техническую поддержку для популяризации высокоэффективного энергосберегающего водородного оборудования и локализации оборудования водородной энергетики.
